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多孔Fe24Cr金属支撑体厚度对SOFC性能的影响
1
作者
王丕
宋琛
+5 位作者
董东东
曾德长
刘太楷
文魁
毛杰
刘敏
《材料导报》
北大核心
2025年第1期115-121,共7页
金属支撑型固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)因成本低、力学性能好、可快速启停等优点,有望应用于无人机、便携式、移动式电源领域。为提高MS-SOFC性能与寿命,金属支撑体不仅需要与电解质热膨胀系数匹配以减少应力,还需要高透气性以提高燃...
金属支撑型固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)因成本低、力学性能好、可快速启停等优点,有望应用于无人机、便携式、移动式电源领域。为提高MS-SOFC性能与寿命,金属支撑体不仅需要与电解质热膨胀系数匹配以减少应力,还需要高透气性以提高燃料气体的扩散及反应速度。因此,本工作制备了厚度分别为1 mm、0.8 mm、0.5 mm的三种不同Fe24Cr支撑体,对比研究其与传统430支撑体的热膨胀系数,系统探究了厚度对支撑体透气性和SOFC电化学性能的影响。研究结果表明,Fe24Cr支撑体的热膨胀系数为12.74×10^(-6)K^(-1),比传统430支撑体更加适配氧化锆基电解质。0.5 mm厚Fe24Cr支撑体可明显缩短气体传输路径,相较1 mm厚Fe24Cr支撑体透气量提高约5倍,输出性能增长15%以上;800℃下电池的极化阻抗和欧姆阻抗分别降至0.203Ω·cm^(2)和0.118Ω·cm^(2),峰值功率密度达1.215 W/cm^(2)。采用弛豫时间分布(DRT)方法分析的结果表明,支撑体厚度的减薄对SOFC的欧姆阻抗和H_(2)扩散至三相反应界面的速率有较大贡献,可以和电池的电化学性能规律吻合良好。
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关键词
金属
支撑
型SOFC
支撑体厚度
热膨胀系数
透气性
电化学性能
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职称材料
题名
多孔Fe24Cr金属支撑体厚度对SOFC性能的影响
1
作者
王丕
宋琛
董东东
曾德长
刘太楷
文魁
毛杰
刘敏
机构
华南理工大学材料科学与工程学院
广东省科学院新材料研究所
出处
《材料导报》
北大核心
2025年第1期115-121,共7页
基金
国家重点研发计划(2023YFE0108000)
国家自然科学基金(52201069)
+4 种基金
中国科协青年人才托举项目(2022QNRC001)
广东省科学院项目(2022GDASZH-2022010201
2022GDASZH-2022010203-003
2022GDASZH-2022030501-06)
广东省科学院新材料研究所专项资金项目(2023GINMZX-202301020104)。
文摘
金属支撑型固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)因成本低、力学性能好、可快速启停等优点,有望应用于无人机、便携式、移动式电源领域。为提高MS-SOFC性能与寿命,金属支撑体不仅需要与电解质热膨胀系数匹配以减少应力,还需要高透气性以提高燃料气体的扩散及反应速度。因此,本工作制备了厚度分别为1 mm、0.8 mm、0.5 mm的三种不同Fe24Cr支撑体,对比研究其与传统430支撑体的热膨胀系数,系统探究了厚度对支撑体透气性和SOFC电化学性能的影响。研究结果表明,Fe24Cr支撑体的热膨胀系数为12.74×10^(-6)K^(-1),比传统430支撑体更加适配氧化锆基电解质。0.5 mm厚Fe24Cr支撑体可明显缩短气体传输路径,相较1 mm厚Fe24Cr支撑体透气量提高约5倍,输出性能增长15%以上;800℃下电池的极化阻抗和欧姆阻抗分别降至0.203Ω·cm^(2)和0.118Ω·cm^(2),峰值功率密度达1.215 W/cm^(2)。采用弛豫时间分布(DRT)方法分析的结果表明,支撑体厚度的减薄对SOFC的欧姆阻抗和H_(2)扩散至三相反应界面的速率有较大贡献,可以和电池的电化学性能规律吻合良好。
关键词
金属
支撑
型SOFC
支撑体厚度
热膨胀系数
透气性
电化学性能
Keywords
mance metal-supported SOFC
thickness of the substrates
coefficient of themal expansion
gas permeability
electrochemical performance
分类号
TK91 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多孔Fe24Cr金属支撑体厚度对SOFC性能的影响
王丕
宋琛
董东东
曾德长
刘太楷
文魁
毛杰
刘敏
《材料导报》
北大核心
2025
0
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